演化發育生物學

演化發育生物學（Evolutionary developmental biology、evo-devo）簡稱為演化發生學，整合了演化生物學、發育生物學、分子遺傳學、胚胎學及古生物學等多個學科的思想和研究方法，是一個通過比較不同生物體的發育過程以推斷它們之間的祖先關係以及發育過程如何演化的綜合性生物研究領域。

這個領域的成長從19世紀初開始，胚胎學面臨一個謎：動物學家不知道胚胎發育在分子水平上是如何被控制的。 查爾斯·達爾文指出，有相似的胚胎意味著共同的祖先，但是直到1970年代才有進展。然後，重組DNA技術最終將胚胎學與分子遺傳學結合起來。一個關鍵的早期發現是在廣泛真核生物中調控發育的同源基因。

該領域的特點是一些關鍵概念，讓生物學家感到驚奇。一個是深度同源性，發現不同的器官，例如昆蟲，脊椎動物和頭足綱軟體動物的眼睛，長期以來被認為是獨立進化的，是被類似的基因如來自evo-devo基因工具包的PAX6來控制。這些基因是古老的，在門之間高度保守的; 它們產生形成胚胎的時間和空間的模式，並最終形成生物的身體計劃。另一個是它們的結構基因如編碼酶的那些物種沒有多大差異; 不同的是受到工具包基因的基因表達調控方式不同。這些基因在胚胎的不同部位和不同的發育階段被重複使用，不改變，多次，形成了複雜的控制級聯，以精確的模式開啟和關閉其他調控基因以及結構基因。這種多重基因多效性重複使用解釋了為什麼這些基因是高度保守的，因為任何改變都具有自然選擇會反對的許多不良後果。

當基因以新的模式表達時，或者當工具包基因獲得附加功能時，新的形態學特徵和最終的新物種是通過工具包的變化而產生的。另一種可能性是新拉馬克主義理論的表觀遺傳變化在基因水平上得到鞏固，這在多細胞生命歷史早期可能已經很重要的。

歷史

更多資訊：演化思想史

復演

恩斯特·海克爾對於個體發育和種系遺傳學的平行觀察促使他提出了個體發育與進化過程中的因果關係的理論。這就是所謂的復演理論。今天這個理論已被推翻。

演化形態學

主條目：形態學 (生物學)

現代演化綜論

主條目：現代演化綜論

乳糖操縱子

乳糖操縱子。上圖: 阻遏物, 下圖:激活
1: RNA聚合酶, 2: 乳糖阻遏因子, 3: 啟動子, 4: Operator, 5: 乳糖, 6–8: 蛋白質編碼基因, 被開關控制, 引起乳糖被消化。

主條目：乳糖操縱子

1961年，賈克·莫諾，Jean-Pierre Changeux和方斯華·賈克柏在細菌大腸桿菌中發現了乳糖操縱子。它是一簇基因，安排在反饋控制迴路裡面，使得其產品僅僅在當被環境刺激「開啟」時被製造。這些產品之一是分裂一種糖乳糖的一種酶；和乳糖本身就是啟動這些基因的刺激。這是一個啟示，因為它第一次顯示出在甚至小到細菌的生物體中，基因是精細控制的主體。這意味還有許多其他基因也被精細調節。

參見

• 細胞信號傳送
• 現代演化綜論

延伸閱讀

• Buss, Leo W. The Evolution of Individuality. Princeton University Press. 1987. ISBN 978-0-691-08468-8. 
• Carroll, Sean B. Endless Forms Most Beautiful: The New Science of Evo Devo and the Making of the Animal Kingdom. Norton. 2005. ISBN 978-0-393-06016-4. 
• Goodwin, Brian. How the Leopard Changed its Spots. Phoenix Giants. 1994. ISBN 978-0-691-08809-9. 
• Hall, Brian K. & Olsen, Wendy M. (編). Keywords and Concepts in Evolutionary Developmental Biology. New Delhi, India: Discovery Publishing House. 2007. ISBN 978-81-8356-256-0. 
• Kirschner, Marc; Gerhart, John. The Plausibility of Life: Resolving Darwin's Dilemma. Yale University Press. 2005. ISBN 978-0-300-10865-1. 
• Laubichler, Manfred D. and Maienschein, Jane (編). From Embryology to Evo-Devo: A History of Developmental Evolution. The MIT Press. 2007. ISBN 978-0-262-12283-2. 
• Minelli, Alessandro. The Development of Animal Form: Ontogeny, Morphology, and Evolution. Cambridge University Press. 2003. ISBN 978-0-521-80851-4. 
• Minelli, Alessandro. Forms of Becoming - The Evolutionary Biology of Development. Princeton University Press. 2003. ISBN 978-0-691-13568-7. 
• Orr, H. Allen. Turned on: A revolution in the field of evolution?. The New Yorker. 2005-10-24 [2013-12-29]. （原始內容存檔於2013-01-04）.  Discussion of Carroll, Endless Forms Most Beautiful
• Raff, Rudolf A. The Shape of Life: Genes, Development, and the Evolution of Animal Form. The University of Chicago Press. 1996. ISBN 978-0-226-70266-7. 
• Sommer, Ralf J. The future of evo–devo: model systems and evolutionary theory. Nature Reviews Genetics. 2009, 10 (6): 416–422. PMID 19369972. doi:10.1038/nrg2567. 

外部連結

• Scott F. Gilbert, The morphogenesis of evolutionary developmental biology （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• Tardigrades (water bears) as evo-devo models, a short video from NPR's Science Friday （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）